塑料薄膜式穿孔机设计+零件图+装配图(13)
根据设计要求，这里采用外啮合与单动式棘轮机构。
设计棘轮机构时，应满足在受力时，棘爪能顺利地滑入棘轮齿槽，且不会自行脱离棘齿的要求。
设计时主要应考虑以下几个方面：①棘轮齿形的选择 ②模数齿数的确定 ③齿面倾斜角的确定 ④行程和动停比的调节方法。
5.2.2 棘轮机构的几何参数及尺寸计算
一、棘爪自动啮紧的条件：
设计棘轮机构时，主要应满足在受力时，棘爪能顺利地滑入棘轮齿槽，且不会自行脱离棘齿的要求。棘爪在工作负荷作用下，能自动滑向齿根，这一特性称为自动啮紧性。这一性质是由几何条件来保证的。
图5.2 棘爪的受力分析
如图5.2所示，为了使棘爪的轴受力最小，轴心O1，O2，与棘轮齿顶尖A的相对位置应使O1A⊥O2A。
设棘轮齿对棘爪的法向反作用力为N时，为棘爪自动滑向棘轮齿根部，则应使N对O1轴的力矩大于摩擦力F对O1轴的力矩，即：NO1Asinα＞FO1Acosα。
因为F/N=f=tgψ
所以 tgα＞tgψ
即 α＞ψ
式中：α为棘轮齿面偏斜角；f和ψ分别为棘轮棘爪接触面间的摩擦系数和摩擦角。
在棘轮齿受力较大的时候，为增加轮齿强度，可取α=0°，为满足棘爪自动啮紧条件，应使棘轮齿面法线n-n与轴心连线O1O2的交点K位于O1和O2之间，即∠O1AO2≥90°+ψ。
当f=0.2时，ψ=11°30′，故取α＝15°
二、 棘轮机构的主要参数和几何尺寸
（1）齿数Z
棘爪每次至少要拨动棘轮转过一个齿，即棘爪的转角应大于棘轮的齿距角2π/z，因此，可根据所要求的棘轮最小转角来确定棘轮齿数z。通常取z在8~30之间。
为方便计算，棘轮每次转角取30°，即z=12。
（2）棘轮的模数m
与齿轮一样，棘轮齿距的大小也用模数来衡量。但棘轮的齿距和模数都是从齿顶圆上来度量的。
齿顶圆直径da，齿距p和齿数Z的关系为
Zp=πd （5.1）
令m=p/π，称为棘轮的模数，故da=mz
由设计要求，塑料薄膜的传送距离由棘轮所转动的角度所决定，课题要求每次塑料薄膜送料的间距为3mm，将机构传送误差计算在内，又因模数已标准化，故模数取m=1。
（3）其它尺寸
齿数和模数确定以后，棘轮和棘爪的主要尺寸计算如下：
1．棘轮的几何尺寸
齿顶圆直径 da=mz=1×12=12mm
齿距 p=πm=3.14×1=3.14mm
齿高 h=(0.8~1)m=1×m=1mm (m≤5时)
齿顶弦厚 a=m=1mm
齿槽夹角 θ=60°
齿宽 B=(1~6)m=1.5×m=1.5mm
2．棘爪几何尺寸
棘爪长度 L=2p=2×3.14=6.28mm
棘爪工作长度 h1=h+(2~3)mm=1+2=3mm (m≤2.5时)
棘爪底长度 a1=(0.8~1)m=1×1=1mm
棘爪齿形角 φ=50°
由于要每次要拉动塑料薄膜3mm，棘轮齿顶圆半径为6mm，齿顶圆周长C=πD=12π，所以，每次棘轮轴要转过的角度α=360*3/12π=28.65°为了计算方便取30°。
5.3凸轮机构设计
5.3.1凸轮机构的基本构成
凸轮机构一般由三个零件组成：凸轮，从动件与支架，当凸轮绕固定轴转动时，其廓线推动从动件作往复摆动或者往复移动，本次设计中，从动件作往复摆动，则称为摆杆。显然，摆杆的运动规律取决于凸轮廓线的形状。反之，当给定了摆杆的运动规律时，也可以设计出能满足要求的凸轮廓线，此次设计就属于后者情况。
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